综述:纳米气泡:靶向癌症治疗的新兴治疗范式

【字体: 时间:2025年08月31日 来源:Bioorganic Chemistry 4.7

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  这篇综述系统阐述了纳米气泡(NBs)作为多功能递送平台在癌症治疗中的突破性进展,涵盖其通过超声(US)触发靶向递送化疗药物、基因(siRNA/CRISPR)及氧气的机制,以及通过声动力疗法(SDT)和免疫原性细胞死亡(ICD)增强抗肿瘤效果,为克服肿瘤缺氧(HIF-1α)、耐药性和系统毒性提供了创新解决方案。

  

纳米气泡:癌症靶向治疗的革命性工具

摘要

纳米气泡(NBs)凭借其纳米级尺寸(100-800 nm)、气体核心(如全氟丙烷C3F8)和可功能化外壳(如磷脂DSPC、聚合物PLGA),成为癌症治疗的新宠。其核心优势在于通过超声(US)触发空化效应,实现药物/基因的精准递送,同时通过声孔效应增强细胞膜通透性,显著提升治疗效果并降低全身毒性。

设计原理与机制

NBs的壳核结构是其功能基础:气体核心(如氧气、SF6)提供超声响应性,而外壳材料(如壳聚糖、PEG)则确保稳定性和靶向性。通过表面修饰抗体(如抗HER2)或配体(如叶酸),NBs可主动靶向肿瘤。超声激活时,NBs产生两种空化模式:

  • 稳定空化(低频US,1-3 MHz):通过微流剪切力诱导声孔效应,促进药物内吞。

  • 惯性空化(高频US,250-500 kHz):产生冲击波和活性氧(ROS),直接杀伤肿瘤细胞。

治疗应用

  1. 1.

    化疗增敏:负载多柔比星的NBs在US触发下,肿瘤内药物浓度提升3倍,同时减轻心脏毒性。

  2. 2.

    基因治疗:携带siEGFR的NBs通过超声靶向微泡破坏(UTMD)技术,成功沉默三阴性乳腺癌(TNBC)的致癌基因。

  3. 3.

    逆转缺氧:氧气NBs(O2-NBs)下调HIF-1α,增强放疗敏感性。

  4. 4.

    免疫激活:氯素e6(Ce6)修饰的NBs通过ROS激活cGAS-STING通路,促进CD8+ T细胞浸润。

前沿进展

  • 诊疗一体化:吲哚菁绿-紫杉醇(ICG-PTX)共载NBs同时实现超声/光声成像与化疗。

  • 协同疗法:铜死亡诱导剂ES-Cu与原卟啉IX(PPIX)共载NBs,通过US触发线粒体功能障碍。

  • 血脑屏障穿透:载姜黄素的NBs联合低频聚焦超声(LIFU)成功靶向脑瘤。

挑战与展望

尽管NBs在临床转化中面临稳定性、规模化生产等挑战,但其在个性化医疗(如AI实时监控)和多功能集成(如CRISPR递送)方面的潜力无可限量。未来“智能NBs”或能根据肿瘤微环境动态调整治疗策略,彻底改变癌症治疗格局。

(注:全文基于原文实验数据归纳,未添加虚构内容。)

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